一种用复合材料对管道补强修复的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用复合材料对管道补强修复的方法。
【背景技术】
[0002] 管道是一种联通装置，应用于气体、液体或带固体颗粒的流体的输送中，在工农业 生产和社会生活处处可见。在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌 概、水力工程和各种工业装置中都需要管道。工业生产和石油天然气的运输中广泛使用钢 制管道，该类金属管道在长期使用过程中，受到外界环境和输送介质的作用，会逐渐发生化 学、电化学腐蚀，出现腐蚀、裂纹等管体缺陷；或是受到外力损伤会出现管体缺陷。该些损伤 都会导致管道运行安全性下降，最终可能发生泄露，爆炸等事故，严重威胁人员财产安全。
[0003] 传统的管道损伤维修手段是焊接补疮、套袖或割除旧管焊接新管段等方法，该类 方法存在缺陷；1.焊接会降低管道强度，焊接修补后，管段的初脆性转变温度降低，焊接过 程中易产生氨脆、残余应力等问题；2.焊接成本高，焊接前需要停止运输并排空清洗管道， 焊接对操作人员技术水平要求高，焊接后需进行必要的现场探伤，特别是天然气石油管线 的排空，费用极其昂贵。
[0004] 近年来复合材料管道补强技术发展迅速，复合材料具有很好的设计性，比强度高， 耐腐蚀性优良。复合材料管道补强技术施工安全，方便，不停输，不需要焊接操作，已经广泛 应用在钢制管道结构的修复补强中。
[0005] 复合材料修复管道技术按使用的材料分类，一般可分为玻璃纤维复合材料和碳纤 维复合材料。玻璃纤维复合材料有连续玻璃纤维复合材料和短玻璃纤维复合材料，其中短 玻璃纤维复合材料多为预制成型，制作成卷或套筒。玻璃纤维复合材料用于管道补强的 缺陷在于；1.玻璃纤维复合材料耐湿热老化性能差，不宜用于湿度较大，温度较高的环境； 2.玻璃纤维模量和强度较钢制管道低，不宜用于高压和压力波动频繁的管道；3.预制成型 的复合材料刚度较大不适合复杂结构的补强，施工时不容易确保材料和管体的紧密贴合。
[0006] 碳纤维复合材料应用于管道补强的技术有湿缠绕法补强和预浸料补强。湿缠绕法 的不足是；1.复合材料成品的强度不好把握，施工时需要在现场配制胶液，胶液中不同组 分的比例、树脂与纤维的比例、树脂对纤维的浸润均受仪器、施工工人责任屯、、熟练程度和 当时的环境温度的影响；2.大尺寸管道、高温管道和复杂形状管道补强施工难度大，湿法 施工时复合材料受重力影响容易下坠，粘度不够容易脱落，不能紧密贴合在补强部位。预成 型材料补强的不足之处在于；1.储存运输成本高，预浸料保质期短，储存、运输要求低温环 境；2.补强层层间贴合不够紧密，影响补强层强度；3.预浸料固化工艺成本高，费时费工， 预浸料固化需要专用加热设备，多采用定制的电祸流器加热，施工繁琐，加热时放置的加热 设备会影响补强层的平整，降低补强层的强度。
【发明内容】
[0007] 鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷， 本发明提供一种用复合材料对管道补强修复的方法，该方法使用的工艺流程简单、方便操 作、成本低且施工周期短，同时补强修复后的管道提高了管壁的强度、抗裂、抗渗、耐腐蚀W 及使用寿命。
[000引本发明提供了一种用复合材料对管道补强修复的方法，包括W下步骤：
[0009] S1 ;对待补强修复的管道进行缺陷定位和创造工作面，所述创造工作面包括搭脚 手架；
[0010] S2;管道表面处理，包括除去管道上陈旧的脱落防腐层，采用喷砂处理或机械打磨 处理缺陷表面后，再进行人工处理；
[0011] S3;钢管表面缺陷填平，用碳纤维复合材料补强产品中的修补剂填平钢管表面的 缺陷；
[0012] S4 ;涂刷抗剥离涂层，使涂层厚度达到2?3mm，防止电偶腐蚀；
[0013] S5 ;粘贴碳纤维片材，采用胶涂刷碳纤维片材，将其粘贴在钢管补强处；
[0014] S6 ;固化与养护，义用真空辅助固化；
[0015] S7 ;复合材料硬度测试与验收，其中验收采用硬度计测量补强层是否合格；
[0016] S8 ;补口及补强层防护，对钢管补强处进行涂刷保护漆或裹防护层；
[0017] S9 ;对钢管的外防护层进行验收。
[0018] 可选的，所述步骤S2中管道表面处理的具体步骤为；用合金钢伊子将管道凹凸部 位的原旧漆皮全部伊除；用钢丝刷子焊缝，加强板及其它死角部位的内诱除净，用丙酬或其 它易挥发清洗济除去管道表面上的油、焦油及其它污物；清洗干净后表面应达到干燥、无 油、无污物，为使管道金属表面具有合适的粗趟度，得W上表面处理工作结束后，可用1号 或2号砂布在金属表面打磨，然后用棉布、清洗洗；表面处理工作结束并经验收合格后，即 可刷富锋底漆-刷环氧凝铁面漆-刷环氧煤凝铁面漆-涂刷环氧煤渐青漆二遍，W防受潮 生诱。
[0019] 可选的，所述步骤S5中粘贴碳纤维片材的具体步骤为；在地面平铺薄膜，将碳纤 维片材铺在其上，根据设计裁剪碳纤维，用配好的胶涂刷碳纤维，使其充分浸润，然后将碳 纤维复合材料按设计铺放在钢管补强处。
[0020] 可选的，所述步骤S6中采用真空辅助固化的具体步骤为：依次放置脱模布、导流 网、吸胶棉、导管和真空袋，用密封条将真空袋四周粘贴在补强层周围，压紧密封，同时将导 管和真空累相连，启动真空累，进行抽真空，时间为25?35min，待胶初步固化即可停止抽 真空。
[0021] 可选的，所述步骤S7中复合材料硬度测试与验收的具体步骤为：用硬度计测量补 强层是否符合标准；用小键敲击，检查是否有空鼓处，补强层有缺陷的需要重新进行补强作 业。
[0022] 本发明具有W下优点和有益效果；本发明提供一种用复合材料对管道补强修复的 方法，针对目前施工工艺应用在大尺寸管道、高温管道和复杂形状管道补强施工中效果不 佳的问题，本发明在湿缠绕法的基础上采用真空辅助固化工艺，首先克服了传统焊接工艺 的种种缺点，而且解决了湿缠绕法中树脂与纤维的比例、树脂对纤维的浸润不均一的问题， 同时解决了预制料施工中补强层之间，补强层和管道之间粘结不紧密的问题，不仅可用于 常规管道的补强施工，也可用于复杂结构的补强，大尺寸管道的补强和高温高压管道的补 强；该方法使用的工艺流程简单、方便操作、成本低且施工周期短，同时补强修复后的管道 提高了管壁的强度、抗裂、抗渗、耐腐蚀W及使用寿命。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例提供的一种用复合材料对管道补强修复的方法端面剖视图。
[0024] 图中附图标记如下：
[0025] 1、修补剂；2、抗剥离涂层；3、碳纤维层；4、脱模布；
[0026] 5、导流网；6、真空袋；7、真空累。
【具体实施方式】
[0027] 下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[002引本发明实施例的一种用复合材料对管道补强修复的方法，如图1所示，W某大型 循环水管道为例，来对本发明进行进一步的解释和说明，其中，表1为循环水管道8的原始 数据表， 表1管道原始数据表
【主权项】
1. 一种用复合材料对管道补强修复的方法，其特征在于，包括w下步骤： 51 ;对待补强修复的管道进行缺陷定位和创造工作面，所述创造工作面包括搭脚手 架； 52 ;管道表面处理，包括除去管道上陈旧的脱落防腐层，采用喷砂处理或机械打磨处理 缺陷表面后，再进行人工处理； 53 ;钢管表面缺陷填平，用碳纤维复合材料补强产品中的修补剂填平钢管表面的缺 陷； 54 ;涂刷抗剥离涂层，使涂层厚度达到2?3mm，防止电偶腐蚀； 55 ;粘贴碳纤维片材，采用胶涂刷碳纤维片材，将其粘贴在钢管补强处； 56 ;固化与养护，采用真空辅助固化； 57 ;复合材料硬度测试与验收，其中验收采用硬度计测量补强层是否合格； 58 ;补口及补强层防护，对钢管补强处进行涂刷保护漆或裹防护层； 59 ;对钢管的外防护层进行验收。
2. 根据权利要求1所述的用复合材料对管道补强修复的方法，其特征在于，所述步骤 S2中管道表面处理的具体步骤为；用合金钢伊子将管道凹凸部位的原旧漆皮全部伊除；用 钢丝刷子焊缝，加强板及其它死角部位的内诱除净，用丙酬或其它易挥发清洗济除去管道 表面上的油、焦油及其它污物；清洗干净后表面应达到干燥、无油、无污物，为使管道金属表 面具有合适的粗趟度，得W上表面处理工作结束后，可用1号或2号砂布在金属表面打磨， 然后用棉布、清洗洗；表面处理工作结束并经验收合格后，即可刷富锋底漆-刷环氧凝铁面 漆-刷环氧煤凝铁面漆-涂刷环氧煤渐青漆二遍，W防受潮生诱。
3. 根据权利要求1所述的用复合材料对管道补强修复的方法，其特征在于，所述步骤 S5中粘贴碳纤维片材的具体步骤为；在地面平铺薄膜，将碳纤维片材铺在其上，根据设计 裁剪碳纤维，用配好的胶涂刷碳纤维，使其充分浸润，然后将碳纤维复合材料按设计铺放在 钢管补强处。
4. 根据权利要求1所述的用复合材料对管道补强修复的方法，其特征在于，所述步骤 S6中采用真空辅助固化的具体步骤为：依次放置脱模布、导流网、吸胶棉、导管和真空袋， 用密封条将真空袋四周粘贴在补强层周围，压紧密封，同时将导管和真空累相连，启动真空 累，进行抽真空，时间为25?35min，待胶初步固化即可停止抽真空。
5. 根据权利要求1所述的用复合材料对管道补强修复的方法，其特征在于，所述步骤 S7中复合材料硬度测试与验收的具体步骤为：用硬度计测量补强层是否符合标准；用小键 敲击，检查是否有空鼓处，补强层有缺陷的需要重新进行补强作业。
【专利摘要】本发明涉及一利用复合材料对管道补强修复的方法，包括以下步骤：S1：对待补强修复的管道进行缺陷定位和创造工作面；S2：管道表面处理；S3：钢管表面缺陷填平；S4：涂刷抗剥离涂层；S5：粘贴碳纤维片材；S6：固化与养护，采用真空辅助固化；S7：复合材料硬度测试与验收，其中验收采用硬度计测量补强层是否合格；S8：补口及补强层防护，对钢管补强处进行涂刷保护漆或裹防护层；S9：对钢管的外防护层进行验收。本发明的有益效果在于，提供一种用复合材料对管道补强修复的方法，该方法使用的工艺流程简单、方便操作、成本低且施工周期短，同时补强修复后的管道提高了管壁的强度、抗裂、抗渗、耐腐蚀以及使用寿命。
【IPC分类】F16L55-175
【公开号】CN104534221
【申请号】CN201510007740
【发明人】汪洋, 杨飞虎, 宋捷
【申请人】北京力强基业工程技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月6日